徐潛志，王明祥，洪 紅，白志艷，楊靜云

（1.中國(guó)電信昆明分公司，云南 昆明 650000；2.深圳市柏特瑞電子有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引 言

由于通信機(jī)房設(shè)備數(shù)量與類型多元化，設(shè)備運(yùn)行期間會(huì)散發(fā)大量熱量，加上部分設(shè)備運(yùn)行條件特殊，對(duì)熱度、濕度等要求嚴(yán)格，因此通信機(jī)房設(shè)計(jì)期間均采取全封閉模式，強(qiáng)化機(jī)房降溫性能。在此基礎(chǔ)上，借助空調(diào)系統(tǒng)保證通信機(jī)房四季都得到有效供冷。

以云南省昆明市富民縣站局通信傳輸機(jī)房環(huán)?？照{(diào)安裝與節(jié)能項(xiàng)目為例，貫徹節(jié)能降耗的原則，對(duì)傳輸機(jī)房環(huán)境有效調(diào)節(jié)，確保通信機(jī)房空調(diào)設(shè)備的應(yīng)用使節(jié)能、環(huán)保、高效等策略真正落地，打破傳統(tǒng)空調(diào)設(shè)備能源消耗較大的困境，提高機(jī)房環(huán)保節(jié)能水平。通過(guò)加大對(duì)通信機(jī)房中節(jié)能環(huán)?？照{(diào)應(yīng)用的研究力度，為通信機(jī)房節(jié)能降耗積累經(jīng)驗(yàn)。

1 節(jié)能環(huán)?？照{(diào)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

節(jié)能環(huán)?？照{(diào)是對(duì)傳統(tǒng)空調(diào)的創(chuàng)新與升級(jí)，是國(guó)家倡導(dǎo)的典型節(jié)能產(chǎn)品。節(jié)能環(huán)保空調(diào)是一種集降溫、換氣、除塵以及防味于一身的蒸發(fā)式降溫?fù)Q氣機(jī)組，除了可以為企業(yè)車間、公共場(chǎng)所、商業(yè)娛樂(lè)場(chǎng)合帶來(lái)新鮮空氣和降低溫度之外，還能做到節(jié)能、環(huán)保。其主要部件核心蒸發(fā)式濕簾（多層波紋纖維疊合物）及1.1 kW主電機(jī)耗電量是傳統(tǒng)中央空調(diào)耗電量的1/8，能夠顯著降低用電能耗。節(jié)能環(huán)?？照{(diào)組運(yùn)行期間，不會(huì)向外排放有毒或有害物質(zhì)，并且不含有氟利昂，以最小能耗創(chuàng)造最優(yōu)的制冷凈化效果。

以現(xiàn)場(chǎng)安裝的深圳市柏特瑞電子有限公司BTRJN節(jié)能環(huán)保空調(diào)為例，降溫效果顯著。采用高強(qiáng)度抗沖擊工程材料外殼，具有抗沖擊、抗紫外線輻射、防腐蝕、抗老化以及抗變形等優(yōu)點(diǎn)。主機(jī)內(nèi)部金屬件采用全不銹鋼、耐蝕材料，耐老化。節(jié)能環(huán)保空調(diào)設(shè)計(jì)原理如圖1所示。

圖1 節(jié)能環(huán)保空調(diào)設(shè)計(jì)原理

2 通信機(jī)房中節(jié)能環(huán)?？照{(diào)應(yīng)用實(shí)施策略

2.1 空調(diào)機(jī)加通風(fēng)系統(tǒng)

以空調(diào)機(jī)為主要載體，通過(guò)對(duì)空調(diào)的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)（即進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)），高效利用室外新風(fēng)，有效降低室內(nèi)溫度。根據(jù)室內(nèi)所需溫度，設(shè)置自動(dòng)調(diào)整溫度值，觀察室內(nèi)溫度與室外溫度情況，保持智能通風(fēng)系統(tǒng)始終處于自動(dòng)控制狀態(tài)，根據(jù)溫度值變化去開關(guān)空調(diào)與風(fēng)機(jī)[1]。參考溫度限值去判斷節(jié)能系統(tǒng)狀態(tài)，若室內(nèi)的溫度并未超過(guò)限值設(shè)定的最低值，則不需要打開空調(diào)與風(fēng)機(jī)；若室內(nèi)的溫度已經(jīng)超出限值設(shè)定的最高值，則系統(tǒng)會(huì)強(qiáng)制關(guān)閉風(fēng)機(jī)并打開空調(diào)。當(dāng)室內(nèi)的溫度處于限值最高值與最低值之間，并且室外的濕度小于等于80%時(shí)，需要判斷室內(nèi)外溫差。若室外溫度低，需打開風(fēng)機(jī)；若室外溫度高，需打開空調(diào)[2]。通過(guò)靈活操控空調(diào)與風(fēng)機(jī)，既可以保持室內(nèi)溫度穩(wěn)定，又可以有效節(jié)能降耗。

節(jié)能環(huán)?？照{(diào)借助空調(diào)機(jī)與通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用的整合，從進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口兩方面擴(kuò)大空調(diào)冷卻范圍，降低空調(diào)運(yùn)行能耗。針對(duì)2個(gè)100 ㎡左右的機(jī)房進(jìn)行改造，其中一個(gè)機(jī)房保持原空調(diào)系統(tǒng)，另一個(gè)機(jī)房進(jìn)行新風(fēng)系統(tǒng)改造。加裝進(jìn)風(fēng)口（最大風(fēng)量18 000 m3/h）和出風(fēng)口（最大風(fēng)量32 000 m3/h），兩個(gè)機(jī)房設(shè)定相同的室內(nèi)溫度運(yùn)行一段時(shí)間后進(jìn)行能耗對(duì)比分析。結(jié)果表明，采用新風(fēng)系統(tǒng)改造后的機(jī)房具有明顯的節(jié)能效果。

2.2 節(jié)能一體聯(lián)動(dòng)應(yīng)用形式

節(jié)能一體聯(lián)動(dòng)的應(yīng)用核心在于節(jié)能空調(diào)和原有空調(diào)聯(lián)動(dòng)，充分發(fā)揮壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)并科學(xué)整合通風(fēng)系統(tǒng)，這樣既節(jié)能降耗，又可以保證機(jī)房溫濕度，同時(shí)為檢修維護(hù)人員的工作提供方便。節(jié)能一體聯(lián)動(dòng)運(yùn)行模式包括全部壓縮制冷、混合制冷以及全部自然冷卻3種，不同工作模式所產(chǎn)生的制冷節(jié)能效果不同。

2.2.1 全部壓縮制冷

全部機(jī)械制冷模式運(yùn)行過(guò)程中，如果通信機(jī)房室內(nèi)溫濕度與室外溫濕度溫差大，即室外溫濕度高，那么節(jié)能一體聯(lián)動(dòng)進(jìn)入到全部機(jī)械壓縮冷卻狀態(tài)，承擔(dān)起室內(nèi)溫濕度調(diào)節(jié)的全部熱負(fù)荷[3]。項(xiàng)目設(shè)定室外溫度調(diào)節(jié)為27 ℃之上，壓縮機(jī)會(huì)主動(dòng)完全運(yùn)行，與原機(jī)房模式一致。

2.2.2 混合制冷

當(dāng)通信機(jī)房室外溫度低于室內(nèi)溫度（如室內(nèi)溫度為25 ℃、室外溫度為19～23 ℃）時(shí)，為了營(yíng)造理想的通信機(jī)房運(yùn)行環(huán)境，節(jié)能一體機(jī)會(huì)采用混合制冷運(yùn)行模式，即空調(diào)機(jī)械制冷搭配新風(fēng)自然冷卻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一體機(jī)制冷系統(tǒng)交替運(yùn)行[4]。在上述相同的通信機(jī)房條件下，機(jī)房?jī)?nèi)部存在溫度死區(qū)，溫度為1 ℃，通信機(jī)房?jī)?nèi)部溫度要求為25 ℃，節(jié)能一體機(jī)運(yùn)行期間會(huì)產(chǎn)生2 ℃的制冷偏差，則通信機(jī)房的風(fēng)門在室內(nèi)溫度變成25.5 ℃時(shí)開始運(yùn)作。隨著室內(nèi)溫度逐漸上升，風(fēng)門也隨之全開，待室內(nèi)溫度≥27.5 ℃，壓縮機(jī)會(huì)迅速啟動(dòng)，此時(shí)風(fēng)門關(guān)閉、壓縮機(jī)進(jìn)行機(jī)械制冷，迅速降低室內(nèi)溫度。室內(nèi)溫度回到25～26 ℃時(shí)，壓縮機(jī)停止工作，風(fēng)門開始工作，以此完成交替制冷運(yùn)行[5]。

2.2.3 全部自然冷卻

在通信機(jī)房室內(nèi)外溫度差別大的情況下，主要應(yīng)用全部自然冷卻模式。室外溫度較低，室內(nèi)熱負(fù)荷可以由室外新風(fēng)全部消除。為了節(jié)能降耗，可以采用風(fēng)門調(diào)節(jié)的方式，及時(shí)對(duì)通信機(jī)房室內(nèi)溫度進(jìn)行控制，不需要壓縮機(jī)的參與，通信機(jī)房中的所有熱負(fù)荷均通過(guò)自然冷卻的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)[6]。隨著通信機(jī)房溫度從25 ℃上升到26 ℃，風(fēng)門從開始運(yùn)作轉(zhuǎn)變?yōu)槿_，隨后對(duì)通信機(jī)房室溫進(jìn)行控制，保證其始終處于25 ～ 26 ℃。

2.3 電子膨脹閥技術(shù)與變頻技術(shù)

2.3.1 電子膨脹閥技術(shù)

通信機(jī)房運(yùn)行期間，需要空調(diào)持續(xù)性制冷。按照規(guī)定溫度值對(duì)進(jìn)風(fēng)口進(jìn)行設(shè)計(jì)，尤其是空調(diào)冷凝器，同時(shí)還要考慮到室外季節(jié)變化所引起的溫度變化條件，需要應(yīng)用到電子膨脹閥技術(shù)靈活調(diào)整冷凝器溫度值。室外溫度變化是冷凝溫度變化的直接影響條件，一旦冷凝溫度下降，那么壓縮機(jī)運(yùn)行壓力增加，功率消耗增多。在這種情況下，若依然以傳統(tǒng)熱力膨脹閥對(duì)冷凝器溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，不僅無(wú)法取得理想的溫度值，還會(huì)影響到空調(diào)機(jī)的制冷效果。傳統(tǒng)熱力膨脹閥雖然具有調(diào)節(jié)功能，但是調(diào)節(jié)空間有限，無(wú)法滿足節(jié)能環(huán)?？照{(diào)的應(yīng)用需求[7]。而通過(guò)應(yīng)用電子膨脹閥技術(shù)，以電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式有效擴(kuò)大膨脹閥調(diào)節(jié)空間，即便是通信機(jī)房室外溫度持續(xù)降低，依然可以通過(guò)電子膨脹閥對(duì)冷凝器進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證制冷系統(tǒng)正常運(yùn)行，取得理想的制冷效果。此外，空調(diào)機(jī)組節(jié)能值提高，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)通信機(jī)房節(jié)能降耗的目的。

2.3.2 變頻技術(shù)

變頻技術(shù)是節(jié)能環(huán)?？照{(diào)應(yīng)用的新技術(shù)之一，對(duì)節(jié)能環(huán)?？照{(diào)的高效工作具有重要意義。隨著變頻技術(shù)的應(yīng)用成熟，有效改善了傳統(tǒng)空調(diào)應(yīng)用能耗高、制冷效果差以及機(jī)身?yè)p耗大等問(wèn)題。通信機(jī)房傳統(tǒng)專用空調(diào)應(yīng)用期間，受供電頻率固定條件的約束，空調(diào)壓縮機(jī)持續(xù)相同轉(zhuǎn)速，并且不存在風(fēng)門調(diào)節(jié)溫度情況，所有溫度冷卻都必須由壓縮機(jī)完成[8]。壓縮機(jī)不停開關(guān)會(huì)造成通信機(jī)房溫度忽然下降或上升，制冷效果不理想，電能消耗增加，使用壽命迅速縮短。面對(duì)這種情況，在節(jié)能環(huán)?？照{(diào)中應(yīng)用變頻技術(shù)，借助變頻器及時(shí)對(duì)壓縮機(jī)供電頻率進(jìn)行調(diào)整，從而有效控制壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，根據(jù)通信機(jī)房溫度需求去提供理想的制冷條件。通過(guò)變頻器與壓縮機(jī)的聯(lián)合，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速控制更自由，通信機(jī)房恒溫條件得到滿足，壓縮機(jī)運(yùn)行能耗同樣得到降低。節(jié)能環(huán)保空調(diào)實(shí)際應(yīng)用中，在定頻技術(shù)的支持下會(huì)迅速實(shí)現(xiàn)最大功率運(yùn)行，并立即完成制冷或制熱工作，有效滿足通信機(jī)房恒溫的要求。隨后壓縮機(jī)開始進(jìn)入勻速運(yùn)行狀態(tài)，以最低轉(zhuǎn)速與最低能耗的形式去維持空調(diào)制冷溫度，既實(shí)現(xiàn)了通信機(jī)房恒溫狀態(tài)，又將壓縮機(jī)運(yùn)行頻率降到最低，有效延長(zhǎng)其運(yùn)行壽命，節(jié)省空調(diào)能耗，為通信機(jī)房節(jié)能降耗提供幫助[9]。此外，在環(huán)?？照{(diào)中也運(yùn)用了變頻風(fēng)機(jī)，根據(jù)機(jī)房溫度變化情況智能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。

3 通信機(jī)房節(jié)能環(huán)保空調(diào)應(yīng)用效果

現(xiàn)場(chǎng)安裝實(shí)例如圖2所示。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)安裝實(shí)例

通過(guò)對(duì)節(jié)能環(huán)?？照{(diào)的深入研究和對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的分析等，對(duì)該項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中節(jié)能環(huán)?？照{(diào)應(yīng)用前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理分析。未使用節(jié)能設(shè)備和使用節(jié)能設(shè)備的機(jī)房空調(diào)用電量如表1所示。

表1 機(jī)房空調(diào)用電量

根據(jù)表2，計(jì)算得到機(jī)房的節(jié)能率約為63.91%。在通信機(jī)房應(yīng)用節(jié)能環(huán)保空調(diào)后，設(shè)備耗電量明顯下降，這足以證明節(jié)能環(huán)?？照{(diào)的節(jié)能應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié) 論

綜上所述，對(duì)于通信機(jī)房來(lái)講，空調(diào)的應(yīng)用是必然條件。通信機(jī)房中的設(shè)備對(duì)溫濕度極為敏感，如果不能保證溫濕度條件，設(shè)備運(yùn)行效果會(huì)有所下降。節(jié)能環(huán)?？照{(diào)的應(yīng)用是響應(yīng)通信機(jī)房節(jié)能降耗要求的重要內(nèi)容，涉及很多節(jié)能環(huán)保技術(shù)。通信機(jī)房室內(nèi)外溫濕度條件不同情況下，所使用的節(jié)能環(huán)保技術(shù)有所差別。通過(guò)運(yùn)用環(huán)保空調(diào)不僅節(jié)約了能耗，保證了機(jī)房溫濕度環(huán)境，同時(shí)減少了壓縮空調(diào)更換及維護(hù)費(fèi)用。未來(lái)仍需不斷深入研究，從而為通信機(jī)房應(yīng)用節(jié)能環(huán)?？照{(diào)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。